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本文用环氧值为0.11的环氧树脂、环氧氯丙烷、三苯基膦、氢氧化钠等合成出环氧值为0.21的多官能度环氧树脂。用3-二甲基氨基丙胺分别与甲苯-2,4-二异氰酸酯、异佛尔酮-二异氰酸酯和4,4-二苯基甲烷-二异氰酸酯反应,并用双酚A溶解,合成出含有双酚A的有机脲类化合物甲苯-2,4-二[N,N-二甲氨基丙脲]、异佛尔酮-二[N,N-二甲氨基丙脲]和二苯基甲烷-4,4-二[N,N-二甲氨基丙脲]。按一定配比制得低温固化的甲苯-2,4-二[N,N-二甲氨基丙脲]固化多官能度环氧粉末涂料、甲苯-2,4-二[N,N-二甲氨基丙脲]固化环氧粉末涂料、异佛尔酮-二[N,N-二甲氨基丙脲]固化环氧粉末涂料和二苯基甲烷-4,4-二[N,N-二甲氨基丙脲]固化环氧粉末涂料。创造性改进了环氧粉末涂料的合成工艺,使制得的低温固化环氧粉末涂料固化时间进一步缩短,粉末涂料在热敏性基材上的应用成为可能。
对合成出的多官能度环氧树脂和有机脲类固化剂进行红外光谱和氢核磁共振波谱表征,与设想结构相符合。对制得的环氧粉末涂料组分配比进行正交实验分析和固化剂用量考察,得出环氧粉末涂料的基本配方。
用DSC研究甲苯-2,4-二[N,N-二甲氨基丙脲]固化环氧树脂的固化反应动力学,得到固化反应的活化能E为146.41 kJ/mol,反应级数n为1.03,反应频率因子A为1.06×108s-1。从反应级数n可以看出,该固化反应近似为一级反应。
用红外光谱对有机脲类固化剂固化环氧树脂的产物进行表征,发现产物中的环氧基完全消失,同时脲类化合物脲结构(NHCONH)中的NH键消失。由此,推测出环氧树脂和有机脲类固化剂的固化反应机理。
对低温固化环氧粉末涂料的物理机械性能和耐化学药品性能进行分析,探讨其工业化应用前景。对脲类固化剂固化环氧树脂的热稳定性进行探讨,发现异佛尔酮-二[N,N-二甲氨基丙脲]固化环氧树脂和二苯基甲烷-4,4-二[N,N-二甲氨基丙脲]固化环氧树脂具有较好的热稳定性,在600℃残炭率分别为15%和14%。
本文的研究结果为木器粉末涂料专用化的研究提供了一定的理论和实验基础,具有重大意义。